В журналах, вышедших на прошлой неделе и охватывающих область нейронаук, вы сможете прочитать о том, как формируются воспоминания, о том, как регулируются фазы сна и о том, как распределена в мозге сенсорная информация.
Nature neuroscience, 19 October 2015
Роль гиппокампа в формировании воспоминаний
В журнале Nature neuroscience на этой неделе была опубликована статья, в которой повествуется о формировании воспоминаний в гиппокампе (парная структура в головном мозге, часть лимбической системы). Известно, что у грызунов формирование эпизодической памяти происходит иерархически: от глобального представления к глубокой детализации. Благодаря проведенному эксперименту, в котором испытуемым показывали несколько реалистичных видео-эпизодов и в это же время с помощью фМРТ оценивали состояние гиппокампа, удалось установить, что у людей формирование памяти в гиппокампе происходит схожим образом. Причем, оказалось, что разные регионы гиппокампа по его продольной оси сильно различаются по своей структуре и функциям. Так, установлено, что формирующаяся иерархия воспоминаний имеет свой «градиент» и нарастает от передних отделов гиппокампа, в которых образуется глобальное представление о событиях, к задним, в которых запоминается более специфичная, детальная информация об эпизодах. Таким образом, ученым удалось больше узнать о том, как гиппокамп вовлечен в процесс генерализации памяти. Кроме того, была обнаружена взаимосвязь анатомического строения гиппокампа с формированием иерархии воспоминаний.
Silvy H. P. Collin, Branka Milivojevic, Christian F. Doeller/ Memory hierarchies map onto the hippocampal long axis in humans/ Nature neuroscience
Science, 23 October 2015
Регуляция фаз сна
Сон – это естественный физиологический процесс, который необходим для поддержания нормальной жизнедеятельности организма. Известно, что нормальный сон представляет собой повторяющуюся смену медленной и быстрой фаз. О регуляции фаз сна в настоящее время известно немногое. На этой неделе в журнале Science была опубликована статья, в которой представлены результаты экспериментов, направленных на изучение механизмов смены фаз сна. Исследователи с помощью метода, названного хемогенетикой, активировали нейроны Варолиева моста (отдел мозга, относится к стволу мозга) в головном мозге спящих мышей для того чтобы узнать какие именно клетки участвуют в регуляции сна. Ученым удалось идентифицировать клетки, выделяющие нейромедиатор глутамат, которые угнетают фазу быстрого сна и стимулируют медленный сон. Как оказалось, эти клетки имеют общее происхождение с нейронами, поддерживающими бодрствование. Кроме того, удалось обнаружить тормозные, выделяющие ГАМК-нейроны, которые также ингибируют фазу быстрого сна. Кроме этого выяснилось, что изменение продолжительности быстрого сна влияет на медленноволновую электрическую активность мозга, которая характеризует фазу медленного сна.
Hayashi Y, Kashiwagi M, Yasuda K et al. Cells of a common developmental origin regulate REM/non-REM sleep and wakefulness in mice/ Science. 23 Oct. 2015.
Nature, 22 October 2015
Распределение сенсорной информации в головном мозге
Таламус — отдел головного мозга, который играет важнейшую роль в распределении сенсорной информации (информация от органов чувств), за исключением обоняния, к различным отделам коры. Этот отдел мозга часто называют «коллектором чувствительности». Однако на сегодняшний день ничего не известно о том, как именно мозг выбирает соответствующие «входы» для сенсорной информации. Считается, что выбор осуществляется путем взаимодействия префронтальной коры (ПФК) с сенсорными корковыми зонами. Статья, опубликованная на этой неделе в журнале Nature, заставляет по-новому взглянуть на распределение сенсорной информации в мозге. В эксперименте мышам одновременно подавали слуховой и визуальный стимулы, чтобы рассеять их внимание и, тем самым, отследить процесс выбора сенсорной информации с последующей ответной реакцией. Возбуждая нейроны префронтальной коры с помощью метода оптогенетики, ученым удалось выяснить, что выбор сенсорного «входа» в головном мозге и соответствующие изменения в поведении животного зависят от взаимодействий ПФК с таламусом, а не с сенсорными зонами коры головного мозга. Таким образом, исследователи предложили новую модель выбора сенсорной информации в головном мозге, согласно которой ПФК изменяет активность нейронов ретикулярного ядра таламуса, тем самым контролируя «вход» сенсорной информации через таламус.
Wimmer R.D., Schmitt L.I., Davidson T.J., et al. Thalamic control of sensory selection in divided attention/ Nature. 22 Oct. 2015